Mejorando los Resultados de Cirugía de Corazón a Través de Datos
Usando aprendizaje automático para predecir complicaciones después de una cirugía de corazón.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- Complicaciones y su impacto
- Seguimiento del fallo en el rescate
- Investigación sobre complicaciones
- Evaluación de modelos y sus limitaciones
- Mejora de predicciones con Aprendizaje automático
- Características clave que afectan los resultados
- Importancia de un gran conjunto de datos
- El futuro de la atención al paciente
- Conclusión
- Fuente original
Cuando un paciente se somete a una cirugía de corazón, a veces pueden aparecer problemas después que requieren acción rápida. El mejor lugar para los pacientes en esta situación es la unidad de cuidados intensivos (UCI), donde tienen más posibilidades de sobrevivir. La investigación muestra que los hospitales pueden tener tasas de mortalidad muy diferentes después de la cirugía de corazón, lo que puede deberse a qué tan bien manejan las Complicaciones. Una idea importante en este ámbito se llama "Fallo en el rescate", que significa no poder evitar la muerte de un paciente después de que surge un problema.
Complicaciones y su impacto
Hay muchas complicaciones que pueden ocurrir después de la cirugía de corazón. Algunas de ellas incluyen:
- Fallo multiorgánico
- Coma
- Paro cardíaco
- Insuficiencia renal que requiere diálisis
- Sepsis
- Problemas con la anticoagulación
- Problemas en el tracto gastrointestinal
- Regresar a la UCI
- Necesitar una máquina para respirar por un tiempo prolongado
- Tener que volver a cirugía por sangrado
- Neumonía
- Accidente cerebrovascular
- Acumulación de líquido alrededor del corazón
- Coágulos de sangre en los pulmones
- Heridas profundas infectadas
- Bloqueo cardíaco
- Problemas relacionados con la arteria principal del corazón
Entender qué complicaciones son más propensas a causar problemas graves ayuda a los hospitales a mejorar su atención y prevenir muertes.
Seguimiento del fallo en el rescate
Un hospital hace un seguimiento de su desempeño en manejar el fallo en el rescate usando una gráfica especial que muestra cuántos pacientes han tenido complicaciones en los últimos cinco años. Esto ayuda al equipo médico a ver patrones y mejorar su respuesta a emergencias después de la cirugía de corazón.
Investigación sobre complicaciones
Algunas investigaciones se han centrado en identificar pacientes que pueden tener complicaciones después de la cirugía de corazón. Un estudio analizó eventos específicos, incluyendo reoperaciones, insuficiencia renal, infecciones, ventilación a largo plazo, accidentes cerebrovasculares y muertes dentro de los 30 días posteriores a la cirugía. Al recopilar datos de un gran grupo de pacientes, los investigadores pueden empezar a entender quién podría estar en mayor riesgo.
Evaluación de modelos y sus limitaciones
En el pasado, los investigadores han desarrollado herramientas para Predecir riesgos después de la cirugía. Sin embargo, muchos de estos modelos tienen algunas deficiencias:
- A menudo no explican claramente cómo se crearon las estimaciones de riesgo.
- No se comparte completamente su efectividad en predecir resultados reales.
- El rendimiento suele medirse de manera limitada, a menudo solo con una estadística.
- No explican cuánto contribuye cada factor al riesgo total.
Estas limitaciones impiden una comprensión completa de qué tan bien pueden funcionar los modelos en la práctica.
Mejora de predicciones con Aprendizaje automático
Para abordar estos problemas, algunos investigadores han utilizado aprendizaje automático. Este es un método que permite a las computadoras aprender de los datos y hacer predicciones. Al usar un conjunto de datos de un hospital que incluía miles de pacientes durante varios años, los investigadores construyeron un modelo que puede identificar pacientes que probablemente enfrentarán complicaciones.
El nuevo modelo funcionó mejor que los anteriores, logrando una tasa de éxito más alta en las predicciones. Utiliza diversas características del paciente para hacer sus predicciones, lo que significa que considera múltiples factores a la vez, llevando a mejores resultados en la atención al paciente.
Características clave que afectan los resultados
El modelo de aprendizaje automático identificó los factores más importantes que afectan los resultados. Algunos de los principales factores incluían:
- El momento en que se insertaron ciertos dispositivos médicos
- Las cifras más bajas de recuento sanguíneo registradas durante la cirugía
- Los niveles de función cardíaca antes de la cirugía
- Los niveles de plaquetas justo antes de la cirugía
- La edad del paciente
Estas variables ayudan a dar forma a las predicciones del modelo, permitiendo que los equipos de salud se concentren en los aspectos más importantes para el cuidado del paciente.
Importancia de un gran conjunto de datos
Aunque los datos utilizados en este modelo provienen de un solo hospital, abarcan un gran número de pacientes a lo largo de varios años. Las mejoras futuras pueden venir de combinar estos datos con información adicional de múltiples hospitales. Este conjunto de datos más grande puede ayudar a refinar aún más el modelo.
El futuro de la atención al paciente
Al emplear aprendizaje automático y utilizar datos de manera más efectiva, los hospitales pueden mejorar su capacidad para responder a complicaciones después de la cirugía de corazón. El modelo está diseñado para adaptarse y mejorar con el tiempo, lo que finalmente llevará a mejores resultados para los pacientes.
En el futuro, recopilar datos en tiempo real durante la cirugía o en la UCI podría permitir retroalimentación inmediata que ayude a los equipos de salud a actuar más rápido en emergencias. Esto podría llevar a una disminución significativa en los fallos en el rescate de pacientes que experimentan complicaciones después de la cirugía.
Conclusión
En resumen, monitorear complicaciones después de la cirugía de corazón es crucial para salvar vidas. Usando métodos avanzados como el aprendizaje automático, los hospitales pueden predecir mejor qué pacientes están en riesgo de problemas graves después de su cirugía. Entender qué factores son más importantes puede llevar a una mejor atención y mejores tasas de supervivencia. Los esfuerzos continuos por refinar estos modelos e incorporar más datos impulsarán avances en la seguridad del paciente y la efectividad del tratamiento.
Título: Predicting Adverse Events in the Cardiothoracic Surgery Intensive Care Unit Using Machine Learning: Results and Challenges
Resumen: It is highly important to anticipate impending problems in patients in the cardiothoracic intensive care unit (CTICU) and be proactive with respect to prediction of adverse events, enabling interventions to prevent them. In order to develop models that predict the occurrence of adverse events after cardiac surgery, a dataset of 9,237 patients was constructed of a single centers Society of Thoracic Surgeons (STS) internal database. 1,383 of those patients had developed at least one of seven defined adverse events for this analysis. For the control set, we randomly picked 1,383 patients from the group who did not develop any adverse event. The ensemble learning algorithm, random forest, was applied and outperformed the best reported logistic regression models for similar task (c-statistic of [~]0.81), by achieving an AUC of 0.86 with a 95% CI of [0.81-0.90], specificity of 0.72, sensitivity of 0.82, PPV of 0.78 and NPV of 0.77. In the future, we plan to run a similar evaluation process on a multicenter dataset, and then use this static prediction model as a context for using time-evolving data to develop algorithms for real-time feedback to care teams. In acute care settings, such as the operating room and intensive care unit, the ability to anticipate potentially fatal complications will be enhanced by using supervised machine learning algorithms.
Autores: Saeed Amal, R. Kramer, D. Sawyer, J. B. Rabb, A. S. Maurais, C. S. Ross, A. Iribarne, R. L. Winslow
Última actualización: 2023-02-19 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.12.16.22283463
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.12.16.22283463.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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